Az Egyesült Államokban harminchárom másodpercenként hal meg valaki szív- és érrendszeri problémák miatt, 2021-ben minden ötödik halálozást ezek a betegségek okozták. Kezelésük világviszonylatban is az egyik legsürgetőbb feladat, és a 3D bionyomtatás fontos szerepet játszhat benne.
Harvardi kutatók nemrég jelentették be, hogy speciális biotintával az emberi szív dobogását utánzó, működő szívkamrát képesek printelni.
Nem ez az első eset, amikor szerveket próbálnak létrehozni a technológiával. Komoly igény lenne rájuk, mert hivatalos amerikai adatok alapján, 2022-ben valamivel több mint 42 ezer szervátültetést végeztek az országban, viszont napi átlagban tizenheten haltak meg transzplantációra várva.
A bionyomtatás, valódi sejtekkel történő élő szervek printelése képes lehet megoldani a problémát, de legalábbis a lehetőségek egyike. A kivitelezhetőséget, a működőképességet viszont nehéz megállapítani. Dobogó szövetek létrehozásával azonban egy lépéssel közelebb kerülünk teljes szervek printeléséhez.
Szervszerkezetek és funkciók utánzatát gyógyszerek biztonságának tesztelése, illetve klinikai esetek előrejelzése miatt nyomtatnak. A szálakkal megerősített, speciális biotinta átfolyik a gép fúvókáján, és mihelyst kész a nyomat, megőrzi 3D formáját. E tulajdonsága miatt, a tinta szívkamra-szerű és más komplex 3D alakzatok további segédanyagok, mini állványok használata nélküli printelésére alkalmas.
A harvardi kutatók zselatinszálakkal feltöltött új hidrogél-tintát, szállal feltöltött gélt (fiber-infused gel, FIB) fejlesztettek. Ezzel a tintával printelték a valódi emberi szívverést utánzó szívkamrát. A nyomtatás irányát is tudták szabályozni, hogy az a szívizmok elrendeződését, igazodását szabályozza.
Az elektromos stimuláció a szálak elrendeződésével összhangban, összehúzódások koordinált hullámát, lényegében pumpálás-szerű folyamatot indított el. Ez a szívkamra ugyan nagyon leegyszerűsített és miniatürizált, a kutatók viszont vastagabb izmokkal, élethűbb szívszöveteken dolgoznak jelenleg. Mindenesetre, már a mostani változat is 5-210-szer nagyobb folyadékmennyiség pumpálására alkalmas, mint az eddigi nyomtatott szívek.
A kutatók munkája szívbillentyűk, kétkamrás miniatűr szívek és mások építése előtt nyitja meg az utat.
